GoPro:为昆虫和微型机器天富平台怎么样?人开发的机器人相机背包

时间:2020-08-08 10:33 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
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在电影《蚁人》(ant man)中,蚁人可以缩小体型,骑在一只昆虫背上飞行。现在,华盛顿大学的研究人员开发了一种微型无线可操控摄像机,它也可以搭载在昆虫身上,让每个人都有机会看到蚁人的世界。
 
这个摄像头安装在一个可以旋转60度的机械臂上,以每秒1到5帧的速度向智能手机传输视频。这允许观看者捕获高分辨率,全景拍摄或跟踪移动的对象,而消耗最小的能量。这个系统重约250毫克,相当于扑克牌的十分之一,为了展示它的多功能性,研究小组将它安装在活甲虫和昆虫大小的机器人上。
 
研究结果将于今天(2020年7月15日)发表在《科学机器人》杂志上。
 
 
华盛顿大学的研究人员开发了一种微型摄像头,可以搭载在昆虫或昆虫大小的机器人上。
 
“我们已经创造了一种低功耗、低重量的无线摄像系统,它可以从一只活生生的昆虫身上捕捉发生的事情的第一人称视角,也可以为小型机器人创造视觉,”资深作者Shyam Gollakota说,他是华盛顿大学保罗·g·艾伦计算机科学与工程学院的副教授。“视觉对于沟通和导航是非常重要的,但在如此小的范围内做到这一点是极具挑战性的。因此,在我们的工作之前,无线视觉还不可能应用于小型机器人或昆虫。”
 
典型的小型相机,比如智能手机上使用的那种,要捕捉广角、高分辨率的照片需要消耗大量能量,而这在昆虫身上就行不通了。虽然相机本身很轻,但支撑它们的电池使得整个系统对昆虫或昆虫大小的机器人来说太大太重,无法随身携带。因此,这个团队从生物学中吸取了教训。
 
“和相机一样,动物的视觉也需要很大的力量,”合著者索耶·富勒说,他是华盛顿大学机械工程学的助理教授。“对于像人类这样的大型生物来说,这没什么大不了的,但苍蝇会用10%到20%的休息能量来驱动大脑,而大脑大部分用于视觉处理。”为了降低成本,一些苍蝇的复眼上有一个小的高分辨率区域。它们会转过头,天富平台怎么样?以更清晰地转向它们想看的地方,比如追逐猎物或配偶。这比整个视野的高分辨率更省电。”
 
昆虫微型相机背包
 
共同的主要作者维克拉姆·艾耶是华盛顿大学电子与计算机工程系的博士生,他将摄像机系统安装在一只Pinacate甲虫上。来源:马克·斯通/华盛顿大学
 
为了模仿动物的视觉,研究人员使用了一台微型、超低功耗的黑白相机,它可以借助机械臂扫描整个视野。当团队施加高电压时,手臂会移动,使材料弯曲,并将摄像机移动到所需的位置。除非团队使用更大的力量,否则手臂会保持这个角度一分钟,然后放松回到原来的位置。这就像人们只能在很短的一段时间内把头往一个方向转,然后就会回到一个更中性的位置。
 
“移动摄像头的一个好处是,你可以在不消耗大量电能的情况下获得广角的视角,”维克拉姆·艾耶说,他是华盛顿大学电子与计算机工程专业的博士生。“我们可以跟踪移动的物体,而不需要花费能量来移动整个机器人。与使用广角镜头相比,这些图像的分辨率更高,广角镜头可以在更大的区域内分割出同样数量的像素来生成图像。”
 
摄像头和手臂通过蓝牙由智能手机在120米外控制,这个距离比一个足球场稍微长一点。
 
研究人员将他们的可移动系统安装在两种不同类型的甲虫背上——一种是装死甲虫,另一种是松形甲虫。天富平台怎么样?研究人员说,类似的甲虫可以携带超过半克的重物。
 
“我们确保甲虫在携带我们的系统时仍能正常移动,”该研究的联合作者、华盛顿大学电子与计算机工程专业博士生阿里·纳杰菲(Ali Najafi)说。“他们能够自由地穿过碎石,爬上斜坡,甚至爬树。”
 
实验结束后,这些甲虫还存活了至少一年。
 
他说:“我们在系统中增加了一个小型加速度计,以便能够探测到甲虫的移动。然后它只在那段时间捕捉图像,”Iyer说。“如果相机在没有加速计的情况下持续流媒体,我们可以在电池耗尽前录下一到两个小时的视频。有了加速计,我们可以根据甲虫的活动水平记录6个小时或更长时间。”
 
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